本發(fā)明涉及一種含氟化物晶圓表面處理液。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體行業(yè)的不斷發(fā)展，集成電路逐漸朝著高集成度、超細(xì)線寬方向發(fā)展，因而芯片制造過程中涉及到的高深寬比結(jié)構(gòu)越來越多(半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)，一般將深度/高度和寬度的比值大于等于10的結(jié)構(gòu)定義為高深寬比)。高深寬比結(jié)構(gòu)不僅在刻蝕及沉積過程中面臨巨大挑戰(zhàn)，而且刻蝕后的清洗也存在很大的問題。一方面，目前主流清洗方法依然是基于水化學(xué)的濕法清洗，對這些開口很小但深度大的微納米結(jié)構(gòu)，液體很難進(jìn)入凹槽底部達(dá)到清洗的目的；另一方面，清洗液體一旦進(jìn)入深溝槽內(nèi)，液體在表面張力的作用下很難去除，導(dǎo)致留下污染物殘留，成為后續(xù)制程的潛在威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致器件失效。同時(shí)，在這些高深寬比結(jié)構(gòu)干燥過程中存在的毛細(xì)力也可能會導(dǎo)致這些結(jié)構(gòu)的坍塌，從而導(dǎo)致器件失效。

2、傳統(tǒng)ipa(異丙醇)甩干工藝，當(dāng)柵極ar(深寬比)比大于等于10以后，ipa和柵極間會產(chǎn)生較大的作用力(來自于ipa的表面張力)，在甩干過程中會與柵極發(fā)生黏連，使柵極在干燥過程中發(fā)生塌陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服傳統(tǒng)的清洗液處理晶圓之后，在甩干過程中會導(dǎo)致柵極塌陷，而提供了一種含氟化物晶圓表面處理液。本發(fā)明的表面處理液處理晶圓之后，ipa接觸角明顯增大，在干燥過程中柵極間不會發(fā)生黏連，從而避免了柵極倒塌的發(fā)生。

2、本發(fā)明主要通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的。

3、本發(fā)明提供了一種晶圓表面處理液，其原料包括下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.005％-1％含氟化物、0.1％-20％硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑；各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100％；所述的有機(jī)溶劑補(bǔ)足余量；

4、所述的硅烷偶聯(lián)劑為其中，r1、r2和r3獨(dú)立地為h、烷基、烷氧基、-oh、-nh2、-cooh或-nhc(o)nhr4；所述r1、r2和r3至少一個(gè)為烷氧基；

5、所述的r4為氫或c1-c6烷基；

6、所述的有機(jī)溶劑選自異丙醇(ipa)、丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、正己烷、環(huán)己酮、四氫呋喃、二氯甲烷、丙酮和二甲苯中的一種或多種。

7、在一些方案中，所述的r4為氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基，較佳地，所述的r4為氫或甲基。

8、在一些方案中，所述的含氟化物選自氟化氫、氟化銨、氟化氫銨、四甲基氟化銨、氟磺酸、三羥乙基氟化銨、全氟辛基乙烯、全氟癸烯、全氟己基乙烯、全氟辛烯、全氟丁基乙烯和1h,1h,2h-全氟-1-己烯中的一種或多種；較佳地，所述的含氟化物選自氟化氫和氟磺酸中的一種或兩種。

9、在一些方案中，所述的含氟化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％-0.08％，較佳地，所述的含氟化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％-0.05％。

10、在一些方案中，所述的r1、r2和r3獨(dú)立地為c1-c6烷氧基、-nh2或-cooh，所述r1、r2和r3至少一個(gè)為烷氧基；較佳地，所述的c1-c6烷氧基獨(dú)立地為甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基或叔丁氧基，例如甲氧基。

11、在一些方案中，所述的硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-20％，較佳地，所述的硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-15％，更佳地，所述的硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％或10％。

12、在一些方案中，所述的硅烷偶聯(lián)劑為

13、在一些方案中，所述的有機(jī)溶劑選自異丙醇、n,n-二甲基甲酰胺和丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或多種。

14、在一些方案中，當(dāng)所述的有機(jī)溶劑為異丙醇和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶液時(shí)，所述的異丙醇與所述的丙二醇甲醚醋酸酯質(zhì)量比為1:(1-2)。

15、在一些方案中，所述的晶圓表面處理液的ph為7-12。

16、在一些方案中，所述晶圓為高深寬比晶圓。

17、在一些方案中，所述晶圓的深度:寬度的比值為大于等于10，優(yōu)選為10-100，更優(yōu)選為10-50，進(jìn)一步優(yōu)選為10-15。

18、在一些方案中，所述的晶圓表面處理液中，其原料包括下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.01％-0.05％含氟化物、5％-10％硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑；各組分質(zhì)量分之和為100％；所述的有機(jī)溶劑補(bǔ)足余量；

19、所述的含氟化物選自氟化氫和氟磺酸中的一種或兩種；

20、所述的硅烷偶聯(lián)劑為

21、所述的有機(jī)溶劑選自異丙醇、n,n-二甲基甲酰胺和丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或多種。

22、在一些方案中，所述的晶圓表面處理液，其原料包括下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分任一方案：

23、方案1：0.01％氟化氫、5％和異丙醇，異丙醇補(bǔ)足余量；

24、方案2：0.01％氟化氫、5％和異丙醇，異丙醇補(bǔ)足余量；

25、方案3：0.05％氟化氫、10％和異丙醇，異丙醇補(bǔ)足余量；

26、方案4：0.05％氟化氫、10％和異丙醇，異丙醇補(bǔ)足余量；

27、方案5：0.01％氟化氫、5％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺補(bǔ)足余量；

28、方案6：0.01％氟化氫、5％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺補(bǔ)足余量；

29、方案7：0.05％氟化氫、10％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺補(bǔ)足余量；

30、方案8：0.05％氟化氫、10％和n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基甲酰胺補(bǔ)足余量；

31、方案9：0.01％氟磺酸、5％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯補(bǔ)足余量；

32、方案10：0.01％氟磺酸、5％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯補(bǔ)足余量；

33、方案11：0.05％氟磺酸、10％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯補(bǔ)足余量；

34、方案12：0.05％氟磺酸、10％和丙二醇甲醚醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯補(bǔ)足余量；

35、較佳地，所述的晶圓表面處理液的原料由上述任一方案組成。

36、在一些方案中，所述的晶圓表面處理液用于清洗高深寬比的晶圓。

37、本發(fā)明術(shù)語“高深寬比”；半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)，一般將深度和寬度的比值大于等于10的結(jié)構(gòu)定義為高深寬比。

38、本發(fā)明“室溫”是指20℃～30℃。

39、在不違背本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

40、本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。

41、本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明的含氟化物晶圓表面處理液處理晶圓之后，ipa接觸角明顯增大，表面由親水變?yōu)槭杷诟稍镞^程中柵極間不會發(fā)生黏連，從而避免了柵極倒塌的發(fā)生。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓表面處理液，其特征在于，其原料包括下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.005％-1％含氟化物、0.1％-20％硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑；各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100％；所述的有機(jī)溶劑補(bǔ)足余量；

2.如權(quán)利要求1所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液滿足下述條件中的一種或多種：

3.如權(quán)利要求2所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液滿足下述條件中的一種或多種：

4.如權(quán)利要求3所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液滿足下述條件中的一種或多種：

5.如權(quán)利要求4所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液滿足下述條件中的一種或多種：

6.如權(quán)利要求5所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液滿足下述條件中的一種或兩種：

7.如權(quán)利要求1所述的晶圓表面處理液，其特征在于，其原料包括下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.01％-0.05％含氟化物、5％-10％硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑；各組分質(zhì)量分之和為100％；所述的有機(jī)溶劑補(bǔ)足余量；

8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液，其原料包括下述質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分任一方案：

9.如權(quán)利要求8所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液的原料由權(quán)利要求8中的任一方案組成。

10.如權(quán)利要求9所述的晶圓表面處理液，其特征在于，所述的晶圓表面處理液用于清洗高深寬比的晶圓。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含氟化物晶圓表面處理液。本發(fā)明的晶圓表面處理液的原料包括下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：0.005％?1％含氟化物、0.1％?20％硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑；各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和為100％；所述的有機(jī)溶劑補(bǔ)足余量。本發(fā)明的晶圓表面處理液處理晶圓之后，IPA接觸角明顯增大，在干燥過程中柵極間不會發(fā)生黏連，從而避免了柵極倒塌的發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：王溯,郭杰,孫紅旗,季崢,廖承莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海新陽半導(dǎo)體材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10